Способ обработки сварных соединений стальных полос

Способ обработки сварных соединений стальных полос

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (50 4 С 21 D 9/50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3713569/22-02 (22) 21.03.84 (46) 15.03.86. Бюл. № 10 (71) Магнитогорский дважды ордена

Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени металлургический комбинат им. В.И. Ленина и Магнитогорский горно-металлургический институт им. Г.И. Носова (72) П.Н. CMHf)HQB И И.;.Ошеверов, Л.Б. Файнберг, А.И. Стариков, И.Н. Шичкин и В,И. Круглов (53) 621.785.79(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 502057, кл. С 21 D 9/50, 1974.

Авторское свидетельство СССР № 819198, кл. С 21 D 9/50, 1978. (54)(57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ CBAPHbIX

СОЕДИНЕНИЙ СТАЛЬНЫХ ПОЛОС преиму:щественно из среднеуглеродистых и высокоуглеродистых сталей, включающий охлаждение шва после сварки, зачистку грата и термическую обработку сварного соединения, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности и качества сварных соединений, охлаждение после сварки ведут до 450-600 С о зачистку грата ведут с одновремен:ным нагревом до температуры поверхности сварного соединения 650-730.С

0 за 2-4 с, а термическую обработку осуществляют путем выдержки при

650-730 С в течение 5-10 с и охлаждения до 500-550 С за 10-15 с °

1217896

Изобретение относится к прокатному производству и может быть использовано в цехах, где производится сварка встык оплавлением стальных полос преимуществ нно на высокоуглеродистых и среднеуглеродистых сталей под последующую холодную прокатку.

Целью изобретения является повышение производительности и качества сварных соединений путем увеличения пластичности, Изобретение орбцествляется следующим образом.

Стальные йолосы из высокоуглеродистых и среднеуглеродистых сталей сваривают, шов охлаждают до 450600 С, затем начинают зачистку грата и одновременно с зачисткой грата ведут нагрев до температуры по-, верхности сварного соединения 650730оС за 2-4 с, выдерживают при этой температуре 5-10 с, затем охлаждают до 500-550 С за 10-15 с, далее на воздухе.

Начало зачистки грата при температуре шва ниже 450 С увеличивает о время охлаждения, а при ускоренном ! охлаждении, например в условиях охлаждения шва газовой или жидкой средой, образовываются хрупкие струк», туры закалки. Последующее повышение их пластичности требует длительного времени обработки шва и снижает производительность.

Начало зачистки грата при температуре шва более 600 С приводит к о ухудшению качества сварного шва за счет образования крупнозернистой структуры. Кроме того, зачистка грата при одновременном нагреве сварного соединения с температур более

600 С приводит к образованию крупнопластинчатого перлита в зоне шва в случае обработки сварных соединений из среднеуглеродистых H высокоуглеродистых марок стали. Такие швы имеют низкую надежность и разрушаются при дальнейшей переработке полос. Повышение надежности сварных соединений их последующей термообработкой приводит к увеличению времени обрабо ки сварного шва до 7-8 мин, что недопустимо снижает производительность.

Нагрев сварного шва в процессе зачистки до температуры поверхности сварного соединения ниже 650 С увео личивает требуемую выдержку (более

10 с) при этой температуре для снятия поверхностного наклепа, а также эа счет длительной выдержки приводит к разупрочнению шва, снижая его надежность.

Нагрев шва до температуры выше о.

730 С приводит к укрупнению зерна в зоне шва, что снижает надежность соединения.

Нагрев шва до температуры выдержки (650-730 С) за время менее 2 с требует нагревателей очень большой мощности, что нецелесообразно, так как обычно нагрев шва осуществляют в губках стыкосварочной машины путем пропускания тока от сварочного трансформатора машины. Увеличение этого времени (более 4 с) снижает производительность.

Время выдержки (при температуре шва 650-730 С) менее 5 с не обеспечивает снятия поверхностного наклепа от резцов при зачистке грата, а более 10 с - снижает производительность и прочность шва.

Замедленное охлаждение шва до

500 550 С за 10-15 с обеспечивает о получение шва высокой надежности.

Ускорение охлаждения шва (менее 10 с) приводит к снижению надежности соединения за счет повышенной хрупкос-, ти поверхностных слоев шва, а увеличение времени охлаждения шва (более .15 с) снижает производительность.

Замедленное охлаждение до температуры ниже 500 С нецелесообразно, так как снижает производительность,, замедленное охлаждение до температуры выше 550 С не обеспечивает трео буемой пластичности поверхностных слоев шва.

Пример. На стыкосварочной машине, установленной в линии непрерывного травильного агрегата листопрокатного цеха, производили обработку сварных соединений концов полос из сталей марок 45, 50 и 65I .

Размеры свариваемых полос: толщина

2,5-5,0 мм, ширина 250-465 мм. На стыкосварочной машине производили сварку концов полос оплавлением, охлаждение шва, зачистку грата и тер-, мообработку сварного соединения.

Термообработку осуществляли путем пропускания через шов электрического тока. Изменение температуры, времени нагрева и охлаждения в процессе термообработки осуществляли . путем изменения величины электрического тока и настройки реле времени

Минимальное время охлаждения;(максимальную скорость охлаждения шва на воздухе) получали за счет прекращения подачи электрического тока через шов (время меньше 10 с).

Температуру сварного соединения определяли пирометром. При обработке сварных соединений по секундомеру определяли время обработки от начала процесса оплавления до конца замедленного охлаждения. Качество шва (его пластичность) определяли по величине угла при испытании на изгиб, а также в процессе дальнейшей переработки металла фиксировали прокатываемость сварных соединений полос на пятиклетьевом непрерывном стане 630 холодной прокатки.

Нагрев сварного соединения после о его охлаждения до 450-600 С начинали одновременно с зачисткой грата.

В таблице приведены режимы обработки и результаты испытаний сварных швов.

Анализ таблицы показывает, что уменьшение (менее 450 С) и увелио чение (более 600 С) температуры начао ла зачистки грата приводит к ухудшению качества сварного шва (опыты

У 4 и 5). Снижает качество сварного о шва низкая (менее 650 С) и высокая (более 730 С) температура нагрева либо недостаточная по времени (менее 5 с) выдержка при заданной температуре шва (опыты У 7, 8 и ll), Увеличение времени нагрева сварного соединения, выдержки после нагрева снижает производительность и снижает качество сварного соединения (опыты У 13 и 14). Уменьшение времени охлаждения после нагрева и выдержки приводит к ухудшении качества шва (опыт У ll), а увеличение этого вре-, мени (более 15 с) нецелесообразно, так как снижает производительность без повышения качества шва.

Время обработки шва по предлагаемому способу. составляет 39-47 с.

Это обеспечивает среднюю производительность непрерывного травильиого

12! 7896 4 агрегата, например при обработке полос из стапи марки 65I размером

3,0 х 465 мм 31,2 т/ч. В то же время при обработке таких полос по спо 5, собу-прототипу время обработки сварного соединения ll мин, а средняя производительность непрерывного травильного агрегата - 4,2 т/ч. При этом прокатываемость швов на стане составляет 807, угол изгиба шва не

0 превышает 50 . Снижение времени об- . работки сварных соединений полос из стали 65Г по известному способу до 3 мин приводит к разрушению швов в линии непрерывного травильного агрегата и ее длительным остановками.

Таким образом, экспериментально установлено (опыты У I, 2, 3 и 6), что обработка сварных соединений

20 предлагаемым способом обеспечивает повышение производительности за счет сокращения времени обработки и повьт,шение качества сварных соединений (угол изгиба швов составляет 90 град прокатываемость в среднем 99;199,6 ). !

Предлагаемый способ обработки сварных соединений повышает производительность процесса и за счет этого резко возрастает производительность всего агрегата, в котором используется стыковая сварка полос.

Производительность непрерывных агрегатов (например, непрерывных тра35 вильных агрегатов) во многом определяется продолжительностью обработки сварных соединений, которая резко сокращается при использовании предлагаемого способа. Кроме того, предлагаемый способ повышает по сравне»

40 нию с известным качество сварных со единений. Особенно это важно при последующей холодной прокатке полос из среднеуглеродистых и высокоуглеродистых марок стали со сварными со45 единениями, когда от прокатываемости швов зависит производительность стана, последующих по переделам агрегатов и качество продукции. Сокращение времени обработки сварных соединений обеспечивает также экономию электрознергии на обработку.

12I7896

15 90

10 90

14 90

99,4 47

99,1 39

730 4 IO 500.

700 3 8 550

2,5 450

1 45

2 45 2,5 500

3 50 30

99,5 42

5 510

650

10 72

4 65Г 3,2 440

650 . 3 !О 540 . 720 4 5 530

71,! 45

78,0 46

15 65

610

5 65Г

6 65Г

Э,5

720 4 10 500 12 90

470 !

580

99,6 47

3,5

14 70

7 65Г 3,2

82,5 48

140 3 10 и 540

8 50 2,5 460

9 65Г 5,0 590

640 2 9 510 10 60

710 4 5 560 10 79

710 4 5 490 )5 8!

74,4 39

84,0 42

84,5 47.

1О 65Г 5,0

$90

80,6 41

76,4 . 39

12 70

9 68

14 82

12 84

14 83

500 . 680 4 4 540

4,0

I! 65Г

3 .5 500

680

12 65Г

4,0

85,5 59

5 20 ° 519

650

600

3,0 .!4 65Г 3,5

15 50 3,0

lO I1 500

5 7 510

83 !

720

470

86,0 46

650

600

873 . 47

84 2 - 48

85,6 49

600

12 85

12 85

4 I! 510

6 9 500

720

3,0

3,5

3,5

16 50

17 65Г

I8 65Г

„470

470

11 500

Заказ !084/32 Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

j130359 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 сп

Составитель И. Липгарт

Редактор Т. Парфенова Техред Л.Микеш Корректор М. Самборская